DE19835385B4 - model helicopter - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Modellhubschrauber mit einem Rumpf, einem darin untergebrachten Motor, mit dem ein Rotor über eine annähernd vertikal verlaufende Antriebswelle verbunden ist, einem Gebläse zur Kühlung des Motors und einer am mit dem Rumpf verbundenen Heckausleger angebrachten seitlichen Austrittsöffnung, durch die über ein im Rumpf befindliches Radialgebläse von außen angesaugte und über einen Kanal dem Heckausleger zugeführte Luft ausströmt und ein Drehmoment auf den Rumpf überträgt, das dem durch den Rotorantrieb auf den Rumpf übertragenen Drehmoment entgegenwirkt.The Invention relates to a model helicopter with a fuselage, a motor housed therein, with a rotor over a nearly vertically extending drive shaft is connected to a fan for cooling the Motors and one attached to the tail boom connected to the fuselage lateral outlet opening, through the over a located in the fuselage radial fan sucked from the outside and over a Channel fed to the tail boom Air escapes and transmits a torque to the fuselage, that through the rotor drive transferred to the hull Counteracts torque.
Bei den meisten Modellhubschraubern wird, entsprechend den Originalhubschraubern, durch den Antrieb des Rotors ein Drehmoment auf den Rumpf übertragen, das über einen am Ausleger angebrachten Heckrotor kompensiert wird. Als Alternative hierzu ist bei einigen Hubschraubertypen am Heck eine Austrittsöffnung angebracht, aus der in den Rumpf von außen angesaugte Luft ausströmt. Im Heckausleger erfährt die Luft eine Impulsänderung senkrecht zur Flugrichtung und überträgt eine Kraft auf den Heckausleger, aus der ein Drehmoment resultiert, das dem durch den Rotorantrieb verursachten entgegenwirkt. Dieses Prinzip der Drehmomentkompensation wird auch in Modellhubschraubern eingesetzt, insbesondere in Nachbildungen entsprechender Originalhubschrauber. Bei derartigen Modellhubschraubern ist bekannt, die Luft im Rumpf über ein Gebläse in axialer Richtung von außen anzusaugen und in radialer Richtung auszustoßen, wo sie über einen Kanal in den Heckausleger geführt wird und dort vor Ausströmung durch die Austrittsöffnung die beschriebene Umlenkung erfährt. Die Seitensteuerung erfolgt, indem der Austrittsöffnung mit Hilfe einer Drosseleinrichtung in Abhängigkeit von der erwünschten Flugkurve mehr oder weniger Luft zugeführt wird. Zur Motorkühlung ist ein weiteres, unabhängig dvon arbeitendes Gebläse vorhanden. Nachteilig bei derartigen Modellhubschraubern ist, daß die beiden unabhängig voneinander arbeitenden Gebläse insgesamt einen hohen konstruktiven Aufwand erfordern.at most model helicopters will, according to the original helicopters, transmit torque to the fuselage by driving the rotor, the above compensates for a tail rotor mounted on the boom. As alternative For this purpose, an exit opening is attached to the rear of some helicopter types, from the outside into the hull sucked air flows out. In the tail boom learns the air a momentum change perpendicular to the direction of flight and transmits one Force on the tail boom, which results in a torque, the counteracted caused by the rotor drive. This principle The torque compensation is also used in model helicopters, in particular in replicas of original helicopters. In such Model helicopters are known to overflow the air in the fuselage Blower in axial direction from the outside aspirate and expel in the radial direction, where they over a Channel led into the tail boom will and there before outflow through the outlet experiences the described deflection. The side control is done by the outlet opening by means of a throttle device dependent on from the desired flight curve fed more or less air becomes. For engine cooling is another, independent the working fan available. The disadvantage of such Modellhubschraubern is that the two independently working blowers overall require a high design effort.
Die Erfindung hat sich dem gegenüber die Aufgabe gestellt, einen Modellhubschrauber der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem der zur Drehmomentkompensation und Motorkühlung insgesamt erforderliche konstruktive Aufwand minimiert ist.The Invention has the opposite set the task, a model helicopter described above To create type, in which the total torque compensation and engine cooling required design effort is minimized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Radialgebläse zwei Schaufelräder aufweist, die koaxial auf derselben Welle angebracht sind, die durch das zweite Schaufelrad bewegte Luft auf dem Weg durch den Rumpf den Motor durchströmt und von dort Wärme abführt, wobei zwischen den beiden Schaufelrädern eine Trennfläche angeordnet ist.These Task is inventively characterized solved, that this centrifugal blower two paddle wheels which are coaxially mounted on the same shaft passing through the second paddle wheel moved air on the way through the fuselage flows through the engine and from there heat dissipates, wherein a separating surface is arranged between the two paddle wheels is.
Grundgedanke der Erfindung ist, die durch das Gebläse im Rumpf von außen angesaugte Luft zur Steuerung und auch zur Motorkühlung zu nutzen. Damit ist lediglich ein Gebläse erforderlich. Da der Motor der zur Kühlung durchströmenden Luft einen relativ hohen Strömungwiderstand entgegenstellt und zur Kühlung ohnehin nicht die gesamte angesaugte Luftmenge benötigt wird, soll nur ein Teil der angesaugten Luft den Motorraum durchströmen. Daher sind zwei Schaufelräder vorgesehen und lediglich die vom zweiten Schaufelrad geförderte Luftmenge soll durch den Motorraum geführt werden. Aufgrund der koaxialen Anordnung auf derselben Antriebswelle wird der hierfür erforderliche konstruktive Aufwand minimiert. Die zwischen den beiden Schaufelrädern angeordnete Trennfläche ermöglicht eine definierte Aufteilung der angesaugten Luftmenge, ohne dabei einen unnötig hohen Strömungswiderstand hervorzurufen. Die Größe des zweiten Schaufelrades im Vergleich zum ersten bestimmt die dem Motor zur Kühlung zugeführte Luftmenge.basic idea The invention is sucked by the fan in the hull from the outside Use air for control and also for engine cooling. This is only a fan required. As the engine of the air flowing through for cooling a relatively high flow resistance opposes and for cooling anyway not the entire amount of air sucked is needed only part of the intake air should flow through the engine compartment. Therefore are two paddle wheels provided and only the amount of air delivered by the second impeller should be guided through the engine compartment become. Due to the coaxial arrangement on the same drive shaft will be the one for this required design effort minimized. The between the two Paddlewheelers arranged separation surface allows a defined distribution of the sucked air volume, without doing so one unnecessary high flow resistance cause. The size of the second Paddle wheel compared to the first determines which the engine to cooling supplied Air volume.
Je nach den konstruktiven Gegebenheiten kann vom zweiten Schaufelrad die Luft über den Motor zugeführt werden oder den Motor erst in Strömungsrichtung hinter dem Schaufelrad erreichen.ever according to the structural conditions can from the second impeller the air over supplied to the engine or the engine only in the flow direction behind the paddle wheel to reach.
Die vom zweiten Schaufelrad geförderte Luftmenge wird im Motor erwärmt und hat damit bei Zusammenführung mit der vom anderen Schaufelrad geförderten Luft eine höhere Temperatur, was aufgrund des dadurch bedingten Dichteunterschiedes in dem zwischen Rumpf und Heckausleger angebrachten Kanal unerwünschte Verwirbelungen der Strömung hervorrufen kann. Zur Abhilfe wird vorgeschlagen, das zweite Schaufelrad vertikal oberhalb des ersten anzuordnen, so daß sich bei Zusammenführung der beiden Luftströmungen die durch den Motor erwärmte Luft über der kühleren befindet und damit im Kanal eine stabile Schichtung gegeben ist, bei der kaum auftriebsbedingte Wirbel zu erwarten sind.The Air quantity delivered by the second impeller is heated in the engine and has with merging with the air conveyed by the other paddle wheel a higher temperature, due to the resulting density difference in the between Hull and tail boom mounted channel cause undesirable turbulence of the flow can. As a remedy, the second impeller is proposed vertically to arrange above the first, so that when merging the two air currents the heated by the engine Air over the cooler one and thus in the channel a stable stratification is given, in the hardly buoyant vortex are to be expected.
In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind die beiden Schaufelräder auf der Motorwelle angebracht. Dadurch unterbleiben durch Getriebe bedingte Leistungsverluste.In In a preferred embodiment of the invention, the two paddle wheels are on the motor shaft attached. This will be avoided by gear conditional Power losses.
Wie durch den Stand der Technik bekannt, läßt sich der erfindungsgemäße Modellhubschrauber in seiner Kurvenlage durch unterschiedlich starke Drosselung der durch das Gebläse angetriebenen Luftmenge steuern. Durch den erhöhten Strömungswiderstand ist jedoch eine unnötig hohe Gebläseleistung bedingt, die zudem in Abhängigkeit von der vorgesehenen Flugkurve variiert, was Schwankungen in der zum Antrieb des Rotors verbleibenden Leistung zur Folge haben kann. Als Abhilfe wird vorgeschlagen, der ersten Austrittsöffnung gegenüber eine kleinere zweite Austrittsöffnung vorzusehen, durch die eine geringere Luftmenge ausgestoßen wird und durch Umlenkung ein Drehmoment verursacht, das dem durch die erste Austrittsöffnung bedingten entgegenwirkt. Das aus dem heckseitigen Luftaustritt resultierende Drehmoment wird dabei mittels einer Leiteinrichtung gesteuert, die die insgesamt durch das Gebläse geförderte Luftmenge in einem einstellbaren Verhältnis auf die beiden Austrittsöffnungen verteilt. Damit wirkt auf das Gebläse ein konstant niedriger Strömungswiderstand. Die erste Austrittsöffnung ist größer als die zweite und ihr wird mehr Luft zuge führt, da das durch den heckseitigen Luftaustritt verursachte Drehmoment den durch den Rotorantrieb hervorgerufenen insgesamt kompensieren muß.As known from the prior art, the model helicopter according to the invention can be controlled in its cornering position by varying degrees of throttling of the amount of air driven by the blower. Due to the increased flow resistance, however, an unnecessarily high fan output is required, which also varies depending on the intended flight curve, which may result in fluctuations in the power remaining for driving the rotor. As a remedy vorla conditions, the first outlet opening to provide a smaller second outlet opening, through which a smaller amount of air is discharged and caused by deflection torque, which counteracts the condition caused by the first outlet opening. The resulting from the rear air outlet torque is controlled by means of a guide that distributes the total amount of air delivered by the fan in an adjustable ratio to the two outlet openings. This has a constant low flow resistance on the blower. The first outlet opening is larger than the second and it is more air supplied leads, since the torque caused by the rear air outlet must compensate for the caused by the rotor drive total.
In bevorzugter Ausbildung der Erfindung beschreibt die Leiteinrichtung in einer dem Geradeausflug entsprechenden Stellung eine im wesentlichen in Längsrichtung des Rumpfes verlaufende Ebene. Sie verläuft damit in Strömungsrichtung und verursacht daher nur einen geringen Luftwiderstand. Durch die vertikale Ausrichtung ist eine seitliche Trennung zur Aufteilung auf die seitlichen Austrittsöffnungen in besonders einfacher Strömungsführung möglich. Zudem resultiert aus der Lufterwärmung des Motors unter Umständen ein vertikaler Temperaturgradient und damit auch ein Dichtegradient, so daß bei nicht vertikal stehender Leiteinrichtung die durchschnittliche Lufttemperatur an den Austrittsöffnungen unterschiedlich sein kann, was unerwünschte Auswirkungen auf das Steuerungsverhalten haben kann.In preferred embodiment of the invention describes the guide in a position corresponding to the straight flight one substantially longitudinal the trunk running plane. It runs in the flow direction and therefore causes only a low air resistance. By the vertical Alignment is a lateral separation for splitting on the lateral outlet openings possible in a particularly simple flow guidance. moreover results from the air heating the engine under certain circumstances a vertical temperature gradient and thus also a density gradient, so that at non-vertical guide the average air temperature at the outlet openings may be different, causing undesirable effects on the Control behavior can have.
Die verstellbare Leiteinrichtung sollte möglichst, zumindest bei Geradeausflug des Hubschraubers, nicht belastet sein. Die Flächen, an denen die Strömung zu den seitlichen Austrittsöffnungen umgeleitet wird und an denen damit die aus Drehmoment verursachende Kraft angreift, sollten aus diesem Grunde möglichst hinter der Leiteinrichtung bleibend angebracht sein. Am effektivsten funktioniert dabei die Strömungsumlenkung, wenn sich die Leiteinrichtung daran nahtlos anschließt und zu diesem Zweck vorzugsweise als an ihrem heckseitigen Ende drehbar gelagerte Klappe gebildet ist, die sich unabhängig von ihrer Stellung nahtlos an die Umlenkwände anschließen kann. Zum Kurvenflug des Hubschraubers wird die Klappe um die Drehachse gekippt und bewirkt damit eine Änderung der Luftmengenverteilung zwischen den Austrittsöffnungen. Eine Anströmung, die die Klappe unerwünschterweise mit einer Kraft belastet, läßt sich dabei allerdings nicht vermeiden.The Adjustable guide should be possible, at least when flying straight of the helicopter, not to be burdened. The areas where the flow is too the lateral outlet openings is redirected and thus where those from torque causing Force attacks should, for this reason, possibly behind the guide be permanently attached. The most effective way is the Flow deflection, when the guide joins seamlessly with it and to this purpose preferably as at its rear end rotatable mounted flap is formed, which is seamless regardless of their position can connect to the baffles. To turn the helicopter turns the flap around the axis of rotation tilted causing a change the air volume distribution between the outlet openings. A flow that the flap undesirably burdened with a force can be but not avoid it.
Zur Unterstützung des Kurvenfluges können auch Seitenruder in Verbindung mit der Leiteinrichtung eingesetzt und gesteuert werden.to support the turn can also Rudder used in conjunction with the guide and to be controlled.
Eine weitere Verbesserung der Kurvenflugeigenschaften ist möglich, indem auch ein Höhenleitwerk eingesetzt und gemeinsam mit der Leiteinrichtung gesteuert wird.A Further improvement of the curve flight characteristics is possible by also a tailplane used and controlled together with the guide.
Der pro Zeiteinheit durch eine seitliche Austrittsöffnung ausgestoßene Impuls, und damit die auf den Heckausleger wirkende Kraft, läßt sich bei gleicher durchströmender Luftmenge erhöhen, wenn die Austrittsöffnung als Düse gebildet ist. Dies ist sowohl bei Vorhandensein einer einzigen, als auch bei zwei einander entgegengerichteter Austrittsöffnungen möglich, von denen eine vorzugsweise aber beide, als Düse gebildet sein können.Of the pulse ejected per unit of time through a lateral exit opening, and thus the force acting on the tail boom, can be at the same flowing through Increase the amount of air when the outlet as a nozzle is formed. This is both in the presence of a single, as well as at two opposing outlet openings possible from one but preferably both, may be formed as a nozzle.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnehmen, in dem anhand von Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert ist.Further Details, features and advantages of the invention can be the refer to the following description part, in which reference to drawings embodiment closer to the invention explained is.
Dabei zeigen in prinzipienhafter Darstellungthere show in a principled way
Insgesamt erhält man einen Modellhubschrauber, bei dem das durch den Rotorantrieb übertragene Drehmoment durch mindestens eine seitliche Luftaustrittsöffnung kompensiert wird, und bei dem die Luftführung zur seitlichen Austrittsöffnung in einfacher Bauweise bei relativ geringem Strömungswiderstand zusätzlich zur Motorkühlung genutzt wird.All in all receives a model helicopter in which the transmitted through the rotor drive Torque compensated by at least one side air outlet opening is, and in which the air duct to the lateral outlet opening in a simple design with relatively low flow resistance in addition to engine cooling is being used.
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